[發明專利]一種N面分立的倒序結構激光器芯片及制備方法

有效

• 申請號: 202011623181.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112821198B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王彥照;張巖;寧吉豐;陳宏泰;李揚
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01S5/20
• 分類號: H01S5/20;H01S5/32
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 秦敏華

1.一種N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，包括：

一N型襯底及在所述N型襯底的上表面從下至上依次生長的隧道結層、P型限制層、P型波導層、量子阱層、N型波導層、N型限制層、電極接觸層和第一歐姆接觸電極，和設置在所述N型襯底的下表面的第二歐姆接觸電極；

在遠離所述N型襯底一側、自所述第一歐姆接觸電極向下設有多個刻蝕槽，所述刻蝕槽延伸至露出所述N型襯底的上表面，從而形成N面分立，P面連通的半導體激光器芯片陣列，驅動電流從連通的P面第二歐姆接觸電極流向分立的N面第一歐姆接觸電極。

2.如權利要求1所述的N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，

所述N型襯底采用N型砷化鎵材料制作，和/或

所述隧道結層包括自下向上依次外延在所述N型襯底上的重摻雜的N型砷化鎵層和一重摻雜的P型砷化鎵層。

3.如權利要求2所述的N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，

所述P型限制層形成于所述重摻雜的P型砷化鎵層上，采用高摻雜的P型鋁鎵砷材料，和/或

所述P型波導層采用輕摻雜的P型鋁鎵砷材料，雜質濃度小于5×10¹⁷/cm³，厚度為0.4~1μm。

4.如權利要求1-3任一項所述的N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，

所述量子阱層采用非摻雜的鋁鎵銦砷材料，和/或

所述N型波導層采用輕摻雜的N型鋁鎵砷材料，雜質濃度小于5×10¹⁷/cm³，厚度為0.8~1.5μm，和/或

所述N型限制層采用高摻雜的N型鋁鎵砷材料。

5.如權利要求4所述的N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，所述電極接觸層采用重摻雜的N型砷化鎵材料，摻雜濃度大于2×10¹⁹/cm³。

6.如權利要求1所述的N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，所述刻蝕槽延伸至露出所述N型襯底的上表面。

7.如權利要求1所述的N面分立的倒序結構激光器芯片，其特征在于，所述第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極均采用金/鍺/鎳在高溫下合金形成。

8.一種N面分立的倒序結構激光器芯片的制備方法，其特征在于，包括：

提供一N型砷化鎵襯底；

在N型砷化鎵襯底的上表面依次生長隧道結層、P型限制層、P型波導層、量子阱層、N型波導層、N型限制層和電極接觸層；

將所述N型砷化鎵襯底的下表面減薄，制備第二歐姆接觸電極；

在所述電極接觸層上制備第一歐姆接觸電極；

在所述第一歐姆接觸電極上進行光刻刻蝕，刻蝕露出所述N型砷化鎵襯底的上表面，停止刻蝕。

9.如權利要求8所述的N面分立的倒序結構激光器芯片的制備方法，其特征在于，所述隧道結層包括自下向上依次外延生長在所述N型砷化鎵襯底上的重摻雜的N型砷化鎵層和一重摻雜的P型砷化鎵層。

10.如權利要求9所述的N面分立的倒序結構激光器芯片的制備方法，其特征在于，所述P型限制層形成于所述重摻雜的P型砷化鎵層上，采用高摻雜的P型鋁鎵砷材料，和/或

所述P型波導層采用輕摻雜的P型鋁鎵砷材料，雜質濃度小于5×10¹⁷/cm³，厚度為0.4~1μm，和/或

所述量子阱層采用非摻雜的鋁鎵銦砷材料，和/或

所述N型波導層采用輕摻雜的N型鋁鎵砷材料，雜質濃度小于5×10¹⁷/cm³，厚度為0.8~1.5μm，和/或

所述N型限制層采用高摻雜的N型鋁鎵砷材料，和/或

所述電極接觸層采用重摻雜的N型砷化鎵材料，摻雜濃度大于2×10¹⁹/cm³。